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新的干细胞类型的发展可能会导致再生医学的进步

达拉斯-2020年12月3日-由UT西南航空(UT Southwestern)领导的研究小组从多个物种衍生出一种新的“中间”胚胎干细胞类型,这些类型可以促成嵌合体并在培养皿中产生精子和卵子的前体。

这项发现于本周在线发表在《细胞干细胞》上,可能会导致基础生物学,再生医学和生殖技术方面的许多进步。

研究负责人Jun Wu博士,分子生物学助理教授解释说,早期胚胎中的细胞具有一系列独特的多能性程序,所有这些程序均能赋予细胞在体内形成各种组织类型的能力。大量先前的研究集中于开发和表征“幼稚”的胚胎干细胞(小鼠受精后约四天)和“原始”表皮干细胞(小鼠受精后约七天,在胚胎植入后不久)。进入子宫)。

但是,吴说,在这两个阶段之间存在的多能干细胞(PSC)的派生和表征方面几乎没有进展-很大程度上是因为研究人员无法开发出将细胞保持在这种中间状态的范例。人们认为处于这种状态的细胞具有独特的特性:对物种内嵌合体(包含来自同一物种不同个体的细胞混合的生物)或物种间嵌合体(包含来自不同物种的细胞混合的生物)的贡献能力以及在培养中分化为原始生殖细胞(精子和卵子的前体)的能力。

在这项研究中,研究人员成功地创建了来自小鼠,马和人的中间PSC,并将其命名为“ XPSC”。

吴说,这些结果可能最终导致基础研究和应用研究方面的一系列进步。例如,研究来自不同物种和种间嵌合体的XPSC中的基因活性可以帮助研究人员了解哪些特征通过进化得以保存。检查嵌合体细胞之间的通讯可能有助于科学家确定可用于加速用于移植的干细胞组织和器官发育的策略。使用嵌合体来源的原始生殖细胞制造精子和卵子可以帮助保存濒临灭绝的动物物种和推进不育治疗。

“这些XPSC具有巨大的潜力。我们的研究帮助打开了所有这些可能性的大门,”弗吉尼亚Murchison Linthicum医学研究学者Wu说道。

Wu指出,开发XPSC面临着特殊的挑战,因为将朴素的PSC保持在稳定状态的条件与稳定已启动的PSC的条件正好相反。原始PSC的培养条件必须激活WNT细胞信号通路并抑制FGF和TGF-β途径,而维持初免PSC的条件必须抑制WNT并激活FGF和TGF-ß。

为了获得XPSC衍生的首选环境,Wu和他的同事们将小鼠早期胚胎中的细胞置于含有激活所有这三种途径的化学物质和生长因子的培养物中。这些实验室培养的细胞在培养中极为稳定,能够繁殖,并且在大约两年的时间内不会进一步发育。

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